05级《冶金传输原理》试题（A ）参考答案
一、名词解释（每题2分，共16分）
1. 不压缩流体：指流体密度不会随压强改变而变化，或该变化可忽略的流体。
2. 速度边界层：指在靠近边壁处速度存在明显差异的一层流体，即从速度为零到0.99倍的地方称为速度边界层。
3. 雷诺准数及其物理意义：uL Re ρμ
=,表征惯性力与粘性力之比。是流态的判断标准。
4. 黑度（发射率）：实际物体的辐射力与相同温度下黑体的辐射力之比称为物体的黑度，也叫发射率。
5. 傅立叶准数及其物理意义：2s
a Fo τ=，也称时间准数，表示非稳定传热所进行的时间与其达到平衡状态所需要的总时间之比；或τ时间内非稳态传热的传热量与其达到稳态（平衡）时传输的总热量之比。
6. 热通量与传质通量：单位时间内通过单位面积的热量称为热（量）通量；单位时间通过单位面积的物质量称为传质通量。
7. 角系数：由表面1投射到表面2的辐射能量21→Q 占离开表面1的总辐射能
量1Q 的份数称为表面1对表面2的角系数，用符号12ϕ表示，即：1
2112Q Q →=ϕ。 8. 流向传质与非流向传质：与流体流动方向相同的传质叫做流向传质；与流体流向垂直的传质叫做非流向传质。
二、填空题（每空1分，共19分）
1 理想流体是指不存在 粘性力，或其作用可忽略的流体。
2 气体超音速射流产生过程中，气体流股截面积先 收缩 后 膨胀 ，压强 不断降低。
3 流场中流体各物理量只是 空间单一方向的函数，称一维流场
4 固体壁面无滑移边界条件是指 壁面速度与相接触的流体层速度相等 ，而无渗透边值条件为 垂直于壁面方向流体速度为零 。
5 如果流场中每点的物理量值都一致,则称其为 均匀场；如果各点的物理量值不随时间而变化，则称其为 稳态场。
6 根据动量守恒定律，可以推导出纳维－斯托克斯方程；根据 能量守恒定律 ，可以推导出传热微分方程；根据 质量守恒定律 则可以分别推导出
流体连续性方程方程和 质量传输 微分方程。
7 研究对流给热的主要任务，就是求解对流给热系数h 。现在求解h 的方法
有四种，它们分别是 边界层微分方程组解析解 、边界层近似积分解、 类比律法 、和 相似理论指导下的实验方法 。
8 一般说来，固体的导热系数 大于 （大于、等于、小于）液体，液体的导
热系数 大于 （大于、等于、小于）气体；在固体中，通常金属的导热系数 大于 （大于、小于、等于）非金属，结晶物质的导热系数 大于 （大于、小于、等于）非晶物质的导热系数；大多数金属的导热系数随温度的升高而 降低 （升高、降低、不变）。
三、选择题（每题5分，共15分）
1. 伯努利方程表达式错误的是 D 。 A. 22
v p
gz ++ρ=常数 B. g v g P z g v g P z 2222221211++=++ρρ C.2
2p v z g g ++ρ =常数 D. 2211221222P v P v gz gz g g ++=++ρρ
2. 单层圆筒壁内外流经物性和温度均不同的流体1和流体2，那么该单层圆
筒壁在第III 类边界条件下，一维稳态导热的总热阻为R Σ= B 。
A. 2
1211ln 211h d d h ++πλ B. L
d h d d L L d h 2212111ln 211πλππ++ C
∑=+n i i i i d d L 11ln 21λπ D 1
2ln 21d d L λπ 3. 已知环境流体对直径为100mm 的圆柱体的总对流给热系数h 为120
W/(m 2·℃)，圆柱体的平均导热系数λ为163 W/(m·℃)，比热C p 为440J/(kg·℃)，密度ρ为8800 kg/m 3，则 C 。
A 因为体系的Bi = 0.0736<0.1，所以可以视为薄材。
B 因为体系的Bi v = 0.0368>0.033，所以不能视为薄材。
C 因为体系的Bi = 0.0368<0.1，所以可以视为薄材。
D 因为体系的Bi v = 0.0736>0.05，所以不能视为薄材。
四、简答题（每题5分，共20分）
1. 流体流动过程主要受到哪几类力的作用？各自常见的力有哪些？
流体主要受到体积力和表面力两大类力的作用，体积力常见的有：质量力、电磁力；表面力常见的有：粘性力和压应力。
2. 请说明yx τ的物理含义
x yx du dy
τμ=- yx τ首先是粘性应力，由于x 方向流动速度在y 方向存在差异而产生于流体内部。下角标y 表示力的法向，x 表示力的方向。
yx τ同样代表粘性动量通量，此时下角标y 表示动量传递方向，x 表示动量的方向。
3. 简述对流给热（换热）的机理，为什么说边界层导热是对流给热的限制性
环节？
答：对流给热是指流体流经与之温度不同的固体界面时，流体与固体之间所发生的热量传输现象，是对流传热和传导传热的综合结果。在流体与固体壁面交界处存在（速度边界层和）温度边界层，温度边界层外近似无温度梯度，温度梯度只存在于边界层内。对于层流边界层，层与层之间没有宏观物质传输，传热主要依靠传导传热，热阻很大；湍流边界层内由于存在层流底层，传热也要依靠传导传热，热阻也很大。因此，边界层导热是对流给热的限制性环节。
4. 简述气体辐射与火焰辐射及其区别。
答：气体的辐射和吸收能力与其分子结构有关，对波长有明显的选择性，因此气体的辐射和吸收光谱是不连续的，支能吸收或辐射一定波长范围的辐射能，不同的气体，波长范围不同；另外气体辐射属于表面辐射。而实际火焰中一般含有大量的固体颗粒，多是发光火焰，少有纯净气体燃烧发出的不发光火焰，因此在火焰辐射中起主要作用的是炭黑、灰尘等固体颗粒，这些固体颗粒的辐射和吸收类似于固体辐射，可以在可见光谱和红外光谱范围内连续发射辐射能量，由此它们的光谱是连续的。
